NI LabVIEWの概要あらゆる計測・制御アプリケーションに対応するシステム開発ソフトウェア ni.com 30年に渡って積み重ねた実績と信頼 OS、バス、技術など、様々な面において時代のニーズに応えてきました ni.com 2 計測器制御用途におけるシェアの高さ 36% NI LabVIEW 29% Microsoft Visual C/C++ 20% 20% Microsoft Visual Basic Microsoft Visual Basic 6.0 14% 13% 13% 13% 10% 9% 9% NI - LabWindows™/CVI Microsoft C# The MathWorks, Inc. - MATLAB® NI Measurement Studio Agilent VEE NI TestStand Agilent IO Libraries Suite 5% Python GeoTest ATEasy Other Don't use 2% 8% 7% Base: All qualified respondents. Total = 598; US = 399; China = 199 2011 US Platform Awareness Study: Which of the following software packages/programming languages do you use to control your instruments? (Multiple response question.^) ^For multiple response questions, the sum of the frequencies may equal more than the total respondents, and the sum of the percentage of respondents may equal more than 100%. ni.com 3 ハードウェアとの優れた統合性 • NIハードウェア • • • • ni.com • 200種類以上のデータ集録デバイス 450種類以上のモジュール計測器カメラモーションコントロール 4 他社製ハードウェア • 計測器ドライバネットワーク o o o • 10,000種類以上の計測器ドライバ 350社以上の計測器ベンダ 100種類以上の計測器タイプいかなるバスでも通信可能 NI LabVIEWの基盤： Virtual Instrumentation（仮想計測器）ソフトウェアを使用したオートメーションが辿り着いたのは機能が固定された計測器冗長性：電源実際の信号を集録する回路を動作させるためには各計測器にそれぞれ独自の電源が必要。冗長性：メモリ PCであれば、メモリのアップグレードによる性能向上の恩恵が得られるが、個別の計測器だとそれができない。冗長性：ディスプレイモニタ技術ははるかに高度な発達を遂げているが、計測器ベンダが提供する計測器のディスプレイの質には限界がある。冗長性：ストレージ PCであれば記憶装置の容量が大きく、コストパフォーマンスは良いが、計測器はそれぞれオンボード・ストレージ持っているだけである。冗長性：プロセッサチップメーカーは、ムーアの法則に従って、プロセッサの強化を急速に進めているが、計測器には決められたプロセッサしか使用できない。 ni.com 5 NI LabVIEWの基盤： Virtual Instrumentation（仮想計測器）市販のPCコンポーネントのメリットを活用することでソフトウェア自体が計測器に NI LabVIEWはPC技術を活用し計測器およびデータ集録ハードウェアのパワーを解放します。 ni.com 6 そのため、NI LabVIEWの構成要素は Virtual Instrument（*.VI）と呼ばれるアイコン/コネクタペーン入力と出力をマッピング NI LabVIEW フロントパネル VIのユーザインタフェース LabVIEW ブロックダイアグラム VIのソースコード ni.com 7 メモ：A *.viファイルは3要素全てをカプセル化します。 NI LabVIEWフロントパネルの作成制御器パレット（右クリック）階層型パレットの全てのフロントパネル要素にアクセスクイックドロップ（<Ctrl>+<スペース>キー）オブジェクト名で検索 ni.com 8 フロントパネルオブジェクト装飾体装飾要素と画像 • テキスト • 矢印 • 吹き出し • ライン • イメージ • …などカスタマイズ可能な表示器出力結果をユーザに対して表示 • グラフとチャート • 進行状況バー • ゲージとメータ • LED • 数値 • 文字列とパス • …などカスタマイズ可能な制御器ユーザからの入力を受け取る • ノブとダイアル • スライダ • ボタン • 数値 • 文字列とパス • …など ni.com 9 NI LabVIEWフロントパネルの様々な活用例米宇宙企業スペースＸ社無人宇宙船ドラゴンの打ち上げに LabVIEWが使用されました（写真提供：Elon Musk氏）上のフロントパネルは全てLabVIEWのグローバルコミュニティのメンバーによって共有・再利用されています。 ni.com 10 フロントパネルの要素には必ず対応するブロックダイアグラムの端子があるブロックダイアグラムの端子はフロントパネルの値にアクセスできます ni.com 11 従来のソースコードの検証人間が抽象化された言語を使用するのは、マシン語がわかりにくいためです Java / C# C++ 抽 C 象アセンブリ言語化マシン語システムの複雑性 ni.com 12 私たちが住む世界は視覚的 …なのに、全てが文字列で表されたとしたらどうなるでしょうガントチャートアメリカンフットボールのプレー楽譜私たちが住む世界絵のない世界プロジェクト開始同時にタスクAおよびBを開始タスクAが終了したら、同時にタスクC、D、およびHを開始タスクBとC両方が終了したら、タスクEを開始タスクDが終了したら、タスクFを開始タスクEが終了して、もしタスクHが終了していたらタスクGを開始タスクFおよびGが終了したら、プロジェクト終了 ni.com 曲開始スプリットバックのフォーメーションを組むセンターがクォーターバックにボールをスナップする 3/4拍子で2拍休み繰り返しを3回弾く前に同時に、左手でローC、G、およびミドルCを弾くセンターがディフェンシブタックルをブロックそして右手でE、G、およびハイCを弾くクォーターバックがテイルバックにボールを渡す 2拍延ばすオフェンシブタックル1-4がディフェンシブエンド 1拍休止をブロック左手でローA、D、Fを弾くワイドレシーバー（右）がルートに走り込むワイドレシーバー（左）がスクリーンパスルートをそして右手でハイF、A、Fを弾く 3拍休止走る繰り返しタイトエンドがラインバッカーをブロック曲終了テイルバックがセンターのホールを走るフルバックがミドルラインバッカーをブロックプレイ終了 13 NI LabVIEWでは思い描いた通りにプログラミングできる ni.com 14 NI LabVIEWでは頭で描いたとおりにプログラミングできるグラフィカルなデータフローベースGプログラミング言語は、並列データ集録ハードウェアのプログラミングに最適です。 ni.com 15 データフローとは • 各ブロックダイアグラムのノードは全てが入力されて初めて実行される • 各ノードは実行後に出力データを生成する • データはワイヤで定義されたパスに沿って流れる • データの動きが実行順序を決める公式：結果 = (A+B*C) / (D-E) ni.com 16 データフローとは • 各ブロックダイアグラムのノードは全ての入力データを受信して初めて実行される • 各ノードは実行後に出力データを生成する • データはワイヤで定義されたパスに沿って流れる • データの動きが実行順序を決める「乗算」と「減算」の演算は、データの相互依存がないため、同時に実行できます。 ni.com 17 データフロー言語で表現する並列処理はわかりやすい NI LabVIEWのコンパイラは並列で表されたコードを自動的にマルチスレッド処理しますタスクの並列処理データの並列処理 ni.com 18 NI LabVIEWブロックダイアグラムの作成関数パレット（右クリック）全てのブロックダイアグラム関数の階層型パレットにアクセスクイックドロップ（<Ctrl>+<スペース>キー）オブジェクト名で検索 ni.com 19 NI LabVIEWブロックダイアグラムの検証連続的な電圧計測アプリケーションの典型的なフル機能の LabVIEWブロックダイアグラム。次のような機能を含む。 • • • • • ユーザインタフェース処理イベント処理並列処理マルチスレッドデータ転送信号解析次のスライドでこのソースコードのコンポーネントを詳細に見てみましょう。 ni.com 20 NI LabVIEWブロックダイアグラムの検証 UIスレッドこのスレッドではフロントパネル（UI）からイベントを扱う。 2つの非同期スレッドエンティティ間でデータの受け渡しがないため、並列実行する。 DAQスレッドこのスレッドはデータ集録ハードウェアとやり取りする。 ni.com コードを内に含むことができるブロックダイアグラムエンティティは 21 ストラクチャと呼ばれます。実行制御ストラクチャ：ループ Forループカウント端子このForループに含まれるコードはN回実行される。 While ループループ反復端子現在のループ反復カウントを 0～N-1の範囲で示す。条件端子このWhileループ内のコードは ni.com True値になるまで実行される。 22 テキストループとそれに対応するNI LabVIEWの表現 for (i = 0; i < 10; i++) { /* loop body */ } for (i = 0; i < 10; i++) { if(check(i)) break; } int x = 0; String y; while (x < 5) { y = functionCall(x); printf(y); x++; } ni.com 23 イベントとケースストラクチャイベントストラクチャイベントセレクタラベル表示されるサブダイアグラムを示し、ダイアグラム内のコードが処理するイベントを説明する。ケースストラクチャケースセレクタラベル表示されるサブダイアグラムを示す。セレクタ端子この端子に配線される値が、どのサブダイアグラム、つまりケースを実行するかを判断する。 ni.com 24 テキストのイベント、ケースとそれに対応する NI LabVIEWの表現 Button B = new Button(); B.Click += new RoutedEventHandler(OnBClick); void OnBClick(object Source) { Text1.Text = “Button B was Clicked!”; } if condition1 then -- statements; elseif condition2 then -- more statements elseif condition3 then -- more statements; else -- other statements; end if switch (n) { case 5: printf(“Small number."); break; case 100: printf(“Large number."); break; default: printf(“Outside range”); break; } ni.com 25 NI LabVIEWブロックダイアグラムの検証イベントストラクチャ Exイベントや割り込みに基づいた異なるサブダイアグラムを実行する。 Whileループ TRUE値が停止端子に渡されるまで反復が継続する。ケースストラクチャセレクタ端子の値に基づいた異なるサブダイアグラムを実行する。 ni.com 26 NI LabVIEWブロックダイアグラムの検証プリミティブ関数黄色いサブVIはG言語の一部で変更ができない。標準関数これらのサブVIはユーザによる作成が可能だったり、ドライバ、ライブラリ、ツールキットの一部の場合もある。プリミティブ関数黄色いサブVIはG言語の一部で変更ができない。 ni.com これらのLabVIEW関数（サブVI）の静的な呼び出しは全ての入力端子にデータが到達するまでは実行されません。 27 NI LabVIEWの関数はどんな複雑なニーズにも対応 Express VI 通常の VI 低レベルの VI ni.com • 手軽 • プログラミング不要 • 制限あり • 不要な詳細は見せない • 性能の良さと柔軟性を保持 • 性能の良さ、柔軟性 • 難解で時間がかかる 28 サブVI（関数）の動作 • • • コードは必要な入力が全て配線されて初めてコンパイルされる必須の入力は太字であるオプションの入力にデータを供給しないと、デフォルト値が実行に使用されるヒント： <Ctrl>+<H>キーで詳細ヘルプにアクセス ni.com 29 アプリケーション階層プリミティブではないサブVIをダブルクリックすると関数が開きます全てのVIがサブVIであり得る各サブVIには独自のフロントパネルとブロックダイアグラムがある。 ni.com 30 大規模なアプリケーションにおけるアプリケーションリソースの管理 LabVIEWプロジェクトエクスプローラ • アプリケーションリソースの整理 • クラスとライブラリの作成 • 実行ファイルとインストーラの作成 • コンポーネントのアクセス権の定義 • ハードウェアの実装ターゲットの作成と管理 ni.com 31 NI LabVIEWプロジェクトは一から始める必要はありません種類豊富なサンプルプロジェクトとテンプレートをあらゆる開発の開始点として利用できます • 一般的なLabVIEWアプリケーションの推奨開始点 • 機能の追加/変更場所を明確に示す • コードの設計、文書化、および管理のベストプラクティスを提示 • カスタムのテンプレートおよびサンプルプロジェクトを追加 ni.com 32 NI LabVIEWブロックダイアグラムの検証入力端子入力端子がフロントパネルの制御器に接続され、ユーザインタフェースから入力データを受け取る。出力端子出力端子がフロントパネルの表示器に接続され、ユーザインタフェースへ出力としてデータが表示される。端子が制御器か表示器を判断するには、端子の向きを確認します。 ni.com 33 NI LabVIEWブロックダイアグラムの検証定数これらの定数値はブロックダイアグラムでハードコード化されており、編集時にのみ変更できる。定数の色は表示されているデータのタイプを示す。 ni.com 34 NI LabVIEWブロックダイアグラムの検証ワイヤデータはブロックダイアグラムのノード間のワイヤを流れる。ワイヤの色がデータタイプを示します ni.com 35 一般的なワイヤの色、スタイル、太さワイヤタイプスカラ 1D配列 2D配列色浮動小数点オレンジ整数青ブール緑文字列ピンクエラー黄色「不良ワイヤ」は、LabVIEWが自動的に解決できないデータタイプの競合があることを示しています。修正しないとコードは実行できません！ ni.com 36 ワイヤに沿ったデータフローの可視化：実行部分のハイライトユーザは「開始」ボタンを押して最初のイベントを実行する。ユーザは「停止」ボタンを押して2つ目のイベントを実行する。 ni.com 37 NI LabVIEWの様々な用途高度な解析複雑な可視化外部コードの統合レポートの自動生成 .NETアセンブリ、C DLL、.m ファイル ni.com 38 LabVIEW Real-Timeモジュール LabVIEW FPGA モジュール ARM対応LabVIEW組込システム開発モジュール LabVIEW タッチパネルモジュール LabVIEWワイヤレスセンサネットワークモジュール LabVIEW Cコードジェネレータ NI Real-Time Hypervisor LabVIEW対応Vision開発モジュール音響/振動解析ソフトウェアパッケージ音響/振動ツールキット LabVIEW上級信号処理ツールキット LabVIEW適応フィルタツールキット abVIEWデジタルフィルタ設計ツールキット LabVIEW MathScript RTモジュールスペクトル計測ツールキット abVIEW対応モジュレーションツールキット LabVIEW Robotics モジュール LabVIEW生体医学ツールキット ECU計測/キャリブレーションツールキット LabVIEW用GPSシミュレーションツールキット固定WiMAX計測ツールキット無線LAN計測ツールキット Automotive Diagnostic Command Set LabVIEW GPU解析ツールキットマルチコア解析/スパースマトリクスツールキット PID/ファジーロジックツールキット LabVIEW制御系設計/シミュレーションモジュール LabVIEWシステム同定ツールキット LabVIEWシミュレーションインタフェースツールキット LabVIEW用SoftMotionモジュール LabVIEWデータロギング/監視制御モジュール LabVIEWレポート生成ツールキット、Microsoft Office用 LabVIEWデータベースコネクティビティツールキット LabVIEW DataFinderツールキット LabVIEW SignalExpress LabVIEW VIアナライザツールキット LabVIEWステートチャートモジュール LabVIEWデスクトップ実行トレースツールキット NI Requirements Gateway Real-Time実行トレースツールキット LabVIEWユニットテストフレームワークツールキット Windows用LabVIEWアプリケーションビルダ NI LabVIEWエコシステムの活用 LabVIEWツールネットワーク 1,000,000以上のアドオンのダウンロード 26以上の認定アドオン 100以上の使用可能なアドオンユーザコミュニティ 9,000以上の認定ユーザ 700以上のアライアンスパートナー 60以上の登録ユーザグループモジュールとツールキット 40以上のツールキットとモジュール ni.com 39